[发明专利]一种流域尺度植被净初级生产力遥感精细反演方法

说明书

本发明公开了一种流域尺度植被净初级生产力遥感精细反演方法，包括获取被测区域的植被类型分布图、遥感影像数据和站点气象数据；对植被类型分布图解译；对遥感影像数据进行计算得到归一化植被指数时间序列数据；对站点气象数据进行空间插值得到与归一化植被指数时间序列数据分辨率相同的栅格数据；使用全约束最小二乘混合像元分解和亚像元空间引力模型提高数据的分辨率；配置静态参数；采用改进的NPP估算模型反演植被净初级生产力NPP。本发明在现有较低分辨率遥感数据的基础之上，提出一种利用亚像元制图来提高产品分辨率的方法，准确估算植被净初级生产力，提高净初级生产力的估算精度，实现流域尺度的植被净初级生产力遥感精细反演。

技术领域

本发明涉及遥感技术领域，具体涉及一种流域尺度植被净初级生产力遥感精细反演方法。

背景技术

植被净初级生产力NPP不仅直接反映了植被群落在自然环境条件下的生产能力，而且是判定生态系统碳源、碳汇，调节生态过程的主要因子。植被净初级生产力现在已广泛应用于土地利用评价、区域生态规划、植被长势监测、农作物估产、水土侵蚀评估、生态效益评估等方面。

现有的净初级生产力估算模型大体分为气候生产力模型、生理生态过程模型、生态遥感耦合模型和光能利用率模型四类。气候生产力模型是以气候数据和站点实测NPP数据为基础，通过建立简单的回归模型来估算植被NPP，但该模型的估算结果表示的只是潜在的植被NPP，而不代表现实中该区域的实际植被净NPP。生理生态过程模型比较复杂、所需参数太多且难以获得，因而很难得到推广。生态遥感耦合模型在估算自养呼吸消耗时，过分依赖与叶面积指数，因此叶面积指数的估算精度对最终的NPP估算结果影响较大。光能利用率模型较为简单，许多植被参数可以通过遥感手段获取，适用于大区域及全球尺度上的NPP估算。目前，全国范围内一般用MODIS影像生成空间分辨率为250米的NPP产品，省级范围内多用Landsat卫星影像生成空间分辨率为30米的NPP产品。河流流域的植被净初级生产力对河流流域生态环境的保护和区域可持续发展具有重要意义，可以为河流流域的植被监测与生态建设提供一定的参考，有利于为合理开发、利用自然资源及对全球变化所产生的影响采取相应的策略提供科学依据。但河流流域一般面积较小，需要进行更加精细的NPP反演，但现有大部分净初级生产力产品分辨率较低，无法对流域尺度进行精细分析，同时也缺少利用现有遥感数据进行NPP遥感精细反演的方法，因此，亟需一种适用于流域尺度的植被净初级生产力遥感精细反演方法。

发明内容

针对现有光能利用率模型估算植被NPP方法存在的不足，本发明提出一种流域尺度植被净初级生产力遥感精细反演方法。

为了实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：

一种流域尺度植被净初级生产力遥感精细反演方法，包括如下步骤：

S1：数据获取：获取被测区域的植被类型分布图、遥感影像数据和站点气象数据；

S2：数据处理：对植被类型分布图进一步解译，得到新的植被类型分布图；对遥感影像数据进行计算，得到归一化植被指数时间序列数据；对站点气象数据进行空间插值，得到与归一化植被指数时间序列数据分辨率相同的栅格数据；

S3：亚像元制图：使用全约束最小二乘混合像元分解和亚像元空间引力模型提高步骤S2处理后的数据的分辨率；

S4：配置静态参数：配置不同植被类型的归一化植被指数最大值NDVI_max、归一化植被指数最小值NDVI_min、比值植被指数最大值SR_max、比值植被指数最小值SR_min和最大光能利用率ε_max参数；

S5：反演植被净初级生产力NPP：采用改进的NPP估算模型，利用步骤S3中亚像元制图提高分辨率后的数据和步骤S4中配置好的静态参数反演植被净初级生产力NPP。

与现有技术相比，本发明的有益效果：